作者：谌文濤（俞月）
每年電商雙11大促對阿裡技術人都是一次大考，對阿裡資料庫團隊更是如此。經過9年的發展，雙11單日交易額從2009年的0.5億一路攀升到2017年的1682億，秒級交易建立峰值達到了32.5萬筆/秒。支撐這一切業務名額的背後，是底層技術體系的一次次疊代更新。
阿裡巴巴資料庫系統經曆了10多年的發展，今年正式确定從 第三代大規模分庫分表 向 第四代X-DB分布式資料庫系統 演進的目标。X-DB分布式資料庫的落地已經在2017年雙11大促中獲得了可行性驗證，同時底層開始引入存儲計算分離架構。分布式在系統穩定性、容災能力、容量擴充性、技術體系内聚性上有了質的提升，今年雙11開啟了阿裡資料庫技術架構新的篇章。
本文以阿裡電商交易鍊路中的核心系統庫存中心為例，一窺阿裡集團資料資料庫的發展曆程。庫存中心資料庫叢集(簡稱庫存DB叢集)，從2012年獨立拆分後，其發展可以概括為以下3個階段：
2012~2013年：分庫分表水準拆分，建構大規模資料庫叢集
2014~2016年：單元化異地多活架構，資料多單元間同步
2017年：X-DB 1.0分布式叢集部署上線，新的起點
作為阿裡資料庫體系中的核心系統，庫存DB叢集的發展曆程可以作為縮影，代表了阿裡巴巴資料庫體系的演進。
庫存DB叢集誕生于2012年，是業務垂直拆分的産物。庫存最早是商品中心資料庫的一個字段，随着淘寶業務的複雜化，單一字段已經滿足不了基于後端倉儲的庫存管理體系，是以便有了垂直拆分出來的庫存DB叢集。
2012~2017年，雙11交易額一步步的重新整理紀錄，庫存DB叢集的QPS/TPS也實作了幾十倍的增長。水準拆分的基本思路是把資料庫擴充到多個實體節點上，讓每個節點處理不同的讀寫請求，進而緩解單一資料庫的性能問題。
借助于資料庫團隊的DTS（Data Transmission Service）産品，庫存中心進行了大規模的水準拆分，分庫和分表數量擴充到最初的幾百倍，平穩的支撐了這一個階段業務的快速發展。與此同時，在熱點商品扣減、防超賣資料強一緻需求、跨城異地容災資料品質問題、業務資料量急劇膨脹、超大規模資料庫叢集運維等問題點上，迫切需要新一代架構來解決。
2014~2015年，為了進一步提升使用者的購物體驗，庫存DB叢集與主站交易鍊路一同做了單元化部署。單元化很大程度上解決了買家的使用體驗問題，在本單元内封閉完成讀寫操作。但是對于賣家次元的資料，比如編輯商品、扣減庫存，就會涉及到跨單元中心去寫。關于單元化架構，之前已經有了很多介紹。
有了多個單元，對于底層資料庫來說，面臨的最大挑戰就是資料同步，因為對于單元封閉的買家次元的資料，需要把單元的資料全部同步到中心；對于讀寫分離類型的業務，我們要把中心的資料同步到單元。這條資料通道就是依靠DRC（Data Replication Center）來完成。
如今，DRC不僅成為集團單元化鍊路的基礎設施，對應的雲産品DTS已經從2016年開始讓阿裡雲使用者、聚石塔商家低成本的搭建異地容災。單元化架構給庫存DB叢集帶來的最大挑戰是多單元間的資料強一緻問題，我們也為此做了很大的努力。
2017年雙11，庫存DB叢集第一次使用X-DB 1.0分布式叢集部署，平穩的支援了32.5萬筆/秒的交易建立峰值。X-DB是阿裡巴巴自研高性能分布式可全球化部署資料庫，其核心技術目标概括為以下6點：
100%相容MySQL生态，應用無縫遷移
跨AZ、Region的全球化部署能力，5個9以上的可用率
自動化的資料Sharding，計算、存儲均可水準擴充
高性能的事務處理，相同硬體下達到MySQL 10倍的事務處理能力，百萬TPS
自動化的資料冷熱分離，存儲成本為MySQL的1/10
計算存儲分離，存儲按需擴充
庫存DB叢集雙十一部署架構：
正是由于X-DB提供了全面相容MySQL、高性能、低成本、跨城容災、資料強一緻的能力。在2017年年初，資料庫團隊和業務研發團隊确定了在庫存中心部署X-DB 1.0的目标，解決業務目前面臨的痛點：
全面相容MySQL，實作業務系統平滑遷入
極緻性能，雙11單執行個體熱點扣減峰值TPS是去年的3倍
低成本，相比于傳統的單元化主備架構部署，減少2個資料副本以及單元間資料同步資源成本
跨城容災，借助Batching和Pipelining技術實作跨城強同步場景吞吐量幾乎無衰減
資料強一緻，借助Paxos協定提供多單元間資料強一緻能力；批量關閉中心叢集全部執行個體，叢集30秒内完成單元選主切換，資料零丢失
計算存儲分離，徹底解決傳統機型計算資源和存儲資源固定配比問題，搭配容器化技術，大促峰值期間将資料庫彈性部署運作在離線任務主機，落地零擴容成本支援雙十一大促
X-DB首次亮相在2017年雙11的舞台，平穩支撐零點峰值32.5萬筆/秒，開啟了阿裡資料庫體系從分庫分表時代向分布式叢集時代的大門。技術之路永無止境，我們今天的技術現狀離業務對我們的要求還有很大的差距。但是千裡之行，始于足下，借用《魔戒》裡的經典台詞：“There’s some good in this world, Mr. Frodo. And it’s worth fighting for.”